火災學隱藏內容

首次公開!3個曾經存在但後來被刪掉的火災學隱藏內容

去年我在製作火災學飆分攻略時,為了蒐集更多火災學相關的資料,我特別請朋友回到警大幫我查閱初版的陳弘毅火災學,結果真的考古到了不少火災學隱藏內容!或許是因為不合時宜,也或許是因為有更新的參考文獻,所以這些內容在後來的版本都看不到了

這篇文章我會分享3個比較有參考價值的隱藏內容,也會補充一個陳弘毅火災學到目前為止都沒有修改的小錯誤,雖然這些內容在考試中出題的機率不高,但應該能讓你在讀火災學時更了解一些專有名詞的意義。這些隱藏內容你在其他地方絕對沒看過,所以一定要做好筆記喔!

火災學隱藏內容

不安定氣層之各種氣流

陳弘毅火災學第一章第二節「火災與氣象」中有提到不安定氣層(Unstable Air),而不安定氣層所產生的氣流有下面這6種,雖然現行版本有稍加解釋各自的定義,但在初版的書中有更詳細的說明,而且還有附圖。下面我會將初版的內容完整列出來給你看

  1. 亂氣流(Turbulence)
  2. 突發性陣風(Gustiness)
  3. 對流(Convection)
  4. 雷風暴(Thunder Squalls)
  5. 旋風(Whirl Winds)
  6. 火災暴風(Fire Storm)

亂氣流

此現象飛行員稱為lumpy air (氣壓變動激烈之氣流),為航空上最危險之氣流,一般則稱為亂氣流(turbulence)。通常氣流在流動過程中,若遇有障礙物時,則在下風處必然發生機械性的亂氣流,例如氣流經丘陵地之山嶺,則山嶺之下風處,常有激烈之落山風,即是其例

而火場所生之亂氣流,則是上升之暖氣流與下降之冷氣流混合,產生熱亂氣流(thermal turbulence)之故。此為不安定氣層之一種特色。亂氣流因土壤之特徵,日照量乃至地面事物形體之不同,對土地之表面溫度有不同之影響

火災學隱藏內容

突發性陣風

不安定氣層之亂氣流中,所生之一種風。其原因乃垂直與水平之速度、方向急遽變動之地表風所引起。火災現場之火勢促進地表之速度及不安定度,若地面之障礙物愈大,亦會增加大氣之不安定度與亂氣流。此種突發性之陣風常使火勢朝未預期之方向擴展,並使火勢之燃燒速度與擴大率激烈變動

對流

相接之空氣,因溫度之不同,所生之空氣運動,稱為對流,為不安定氣層特色之一。對流係由上昇之暖氣流與下降之冷氣流所構成,其成因有由日照形成者,有由火勢造成者。火災時,地上之熱氣成為上昇氣流,而周圍之冷空氣則向上昇氣流柱之下方吹入,成為下降氣流,構成對流

此種在熱源上部不斷產生之上昇氣流,稱為對流柱(convection column)。火場上方所見之煙柱,即是此種現象。空氣愈不安定或熱源愈大,對流愈厲害,火勢愈高,延燒速度愈快,火焰面擴展愈速,各種餘燼(embers)也相對增加,而且飛得高,飄得遠,成為飛火有力之因素

火災學隱藏內容

雷風暴

由雷雨(thunder storm)下部往外側吹襲之強陣風,稱為雷風暴。此種風發生在積亂雲(cumulonimbus clouds)之中,陣雨最劇烈之區域

雷風暴通常伴同雷雨發生,風速約為 13~22 m/sec,其瞬間發生之風,常持續數分鐘之久。其發生處在雷雲之下部,且在降雨區前方約 1.6 km處。因此這種瞬間突發之風,宛如將火勢往前驅趕,然後雷雨區域隨後而至。若後到之雨水,在降落地面之前,已被熱氣蒸發,則火焰不但不熄,反而將繼續燃燒

火災學隱藏內容

旋風

一切形成塊狀之渦動氣流,均屬之。其中伴同雷雨之一種旋風,稱為颶風(Tornado),其規模雖非最大形,但性質最為厲害,單是風勢即可破壞構造物。旋風通常在極度不安定之氣流狀態時容易發生。燃燒即常常使周圍之大氣成不安定之狀態,以致產生塵旋風及火災旋風

塵旋風

在日光照射風勢弱之日,地表面之空氣層因較上層暖熱,常生此種旋風。此旋風之直徑一般約 1.5~7.5 m,偶爾亦有達數十公尺以上者。通常此風之破壞力甚弱。其特性乃發生強力上昇氣流之中央,風速最大。塵旋風有時發生於燃燒現場附近,若旋風通過燃燒區域時,可使火星、餘燼向四周飛散,並增強火勢

火災旋風

任何燃燒現場均會發生之一種渦動氣流。惟其大小不同。小者只使塵埃飛揚,大者可使樹枝折斷。因此其渦動氣流之直徑由 3 m至 50 m不等。美國森林火災時甚至有達 1000 m者

旋風渦動之中央部,產生極為強勁之氣流,足以將各類火星飛舞高處。因此即使規模不大之旋風,亦可使火星飛散造成飛火,擴大火焰面。燃燒猛烈時,甚至在中央部可發現圓筒形之噴射氣流

風對於燃燒具有強烈之促進作用。因此一旦形成火災旋風,則大大增強燃燒效果。有時伴隨吼聲,猛烈擴大延燒。至於火災旋風之持續性則有相當之變異。蓋火災旋風之發生乃燃燒氣流之不安定度與地形條件產生之風,相互作用形成者,因此並非一成不變

火災旋風

火災暴風

為巨大火災旋風之一種現象。驚人而廣大範圍激烈燃燒之現象。例如:二次大戰時許多城市受空襲大規模燃燒時,所生之激烈對流運動狀況

此種大規模之大氣對流運動,通常將火災區域之全部整個包圍,此時受到燃燒現場底部吸引之表面牽引作用,遠達燃燒外部之數百公尺處,形成具有猛烈破壞力之旋風

火災暴風與其他之對流現象相同,亦伴同異常部安定之氣流。不但可猛烈增強火勢,且具有使火場各種火星飛舞入高空之作用

火災暴風

飛火星之種類

陳弘毅火災學第一章第二節「風與飛火」的部分有提到 :
依日本學者龜井幸次郎之研究,飛火星之種類約有火花、粉狀火星、棒狀火星、葉狀火星(Fire Leaves)、板狀火星、加熱之鐵皮、塊狀火星及其他著火物

現行版本並沒有針對這些火星做更詳細的說明,不過初版的書裡有。下面我將初版的內容完整地列給你參考

火花及粉狀火星

熔斷作業中飛散之火花,乃至吸塵器等各種馬達所生之火花,在人們不注意之中,一旦附著於可燃物時,常引起火災。此種粉狀之火星,幾乎瞬間即熄滅,而碳化形成黑色微粒

火災現場中此種微粒隨煙向下風飄散,或堆積於各種障礙物,或鑽入建築物之空隙。雖然此種碳化物本身,不致發焰著火,但若剛好有其他點火物侵入時,則極易著火。其情形猶如艾草之點燃一樣,綿延不熄,緩慢擴展。有人稱之為「艾草效果」。又火車煙窗噴出之碳星,亦屬此類。過去日本鳥取市大火,即是此因

棒狀火星

椽木、小板條等火災時,呈棒狀之火種,向下風飛舞,此稱為飛火屑(Flying embers)。此種火星具有巨大之著火力。其大小不等,但以 5~15 cm最多。尤以長度在 5 cm以下者,若吹落於前述碳化物堆積之場所時,將使碳化物變成媒體,而著火乃至發焰,誘發第二、第三之火源,此即一般所謂之飛火(spot fire)

葉狀火星

木造建築物之角材,例如:地板、護壁板等,火災時極易著火,在燃燒殆盡碳化之前,易龜裂呈厚度 3 mm左右之樹葉狀火星。其完全燃燒者,呈白灰色浮游空中,已漸失著火力。葉狀火星之大小,通常約 3 X 3 cm ~ 9 X 9 cm,呈不規則形狀,又因年輪之關係,具有彎曲之特性,因此飛舞之距離,較棒狀或塊狀火星為遠,不過著火力較低

板狀火星

木造屋中 1.8~2.5 cm之厚木板,火災時不但增強火力,而且分裂成一片片之木板飛散。此種火星通常帶著火焰,雖然飛行距離不遠,但具有強大之著火力。因此,一旦由空中落下之際,若遇可燃物或易燃物時,即刻成第二火源

加熱之鐵皮

工廠或屋宇之屋頂以鋅板、波浪形鐵皮覆蓋者,火災時受到火焰之加熱,及火場旋風(fire storm)之吹襲,常飛至遙遠之處。此種加熱之鐵皮,雖非火星,卻具有與火星相同之作用。不但可引起可燃物著火,形成森林火災,甚至可造成人命之傷亡與財務之損害

塊狀火星

木造建築物之柱、樑等通常於起火後 5~15 分鐘開始起燃。但最盛期後,此種角材即分裂成塊狀之火星飛散。其大小約為 9~20 cm四方,其中甚多成燻燒狀態者(smoldering fragment of timber)。塊狀火星之飛散距離大約在100公尺以內。若下風處為房屋密集地區,則此塊狀之火星因具有強力之著火性,極易造成大火

其他著火物

除上述之六種火星之外,上有可能造成飛火之其他著火物,有下列幾種:

  1. 汽油桶爆炸時,油性著火物之飛散
  2. 火藥、製藥、肥料工廠之爆炸,促使點火物、引火性藥品或易燃性藥品飛散,形成第二、第三之火源。地震時,因強烈之震動造成爆炸時,同樣會有多發性之火災現象發生
  3. 馬糞試紙及厚紙板之點火物飛散
  4. 砂狀石炭之點火物,如火車頭噴出之火星即是
  5. 稻草、麵桿、樹皮、鋸屑等點火物,此與粉狀火星之性質相同

粉塵爆炸指數

陳弘毅火災學第三章第四節是介紹「粉塵爆炸」,在初版的內容中有一個小節是在介紹粉塵爆炸指數,用來表示粉塵爆炸的危險性,不過後來的版本直接把這個小節整個刪掉了。如果你有練習到98年、100年、105年警大二技的火災學題目,你會發現這部分曾經出過幾題

粉塵爆炸指數

我認為這部分的內容未來再考的機率應該不高,畢竟這些東西都有點舊而且有點偏了,所以這個粉塵爆炸指數你可以參考一下就好

英國

英國未採數值之分類,僅將粉塵之危險性分為三個等級:

  • 一級:極小熱源即能發火,發火後火焰傳播迅速之粉塵
  • 二級:雖易發火,但需較大發火源之粉塵
  • 三級:實驗上不易發火之粉塵

美國

美國係以爆炸指數(index of explosibility)分為四級表示之。其試料係採用匹茲堡之煤為標準

粉塵爆炸指數

日本

日本將粉塵分為可燃性、爆炸性、導電性及易燃性四類。此項分類主要是對於有成為發火源可能性電氣設備之防爆對策

  1. 可燃性粉塵:指小麥粉、澱粉、砂糖、合成樹脂粉等之可燃性粉塵,在空中成浮游狀態時,一旦著火,有爆炸之危險,但不屬於下列爆燃性或導電性粉塵者
  2. 爆炸性粉塵:指鎂粉、鋁粉、鋁銅合金、過氧化苯等在堆積狀態,遇火源即著火產生爆炸燃燒之粉塵
  3. 導電性粉塵:指碳黑(carbon black)、石炭、焦炭、鐵、銅等導電性粉塵,惟不屬於爆炸性粉塵者
  4. 易燃性纖維:指棉、麻、人造纖維(staple fiber)、絹、人造絹、毛或木毛等易燃性纖維屑。惟纖維之粉屑可起爆炸之虞者,視為可燃性粉塵

補充勘誤:稀土金屬之性質

陳弘毅火災學第七章第二節「自然發火」中介紹準自然發火物質的其他鹼性金屬或稀土金屬時,有一張「表7-4 稀土金屬之性質」的表格,而表格左側的比較項目寫了三個「熔點」。這很明顯就是寫錯了!

不過很奇怪,初版的內容並沒有寫三個熔點,而是熔點、沸點、發火點,或許是在某次改版的時候就寫錯了,然後一直沿用至今都沒有勘誤到。剛好這次在初版的內容中有找到正確的項目,你可以再自己將參考書修正

稀土金屬之性質

總結

我認為上面的這些火災學隱藏內容單出選擇題、申論題的機率應該不高,但你可以將它們轉化成寫申論題的素材。例如題目考「粉塵爆炸」、「風與飛火之關係」、「不安定氣層之氣流」等申論題目時,你就可以把上面這些內容當成補充資料來寫,這樣你的答案就會更充實,就能比別人多拿幾分了!

延伸閱讀:
什麼是Flame Jetting?在美國造成4千人傷亡,在台灣卻無人提及的燃燒現象
火源擺放位置 如何影響火焰高度?為什麼火源放在角落更容易造成閃燃?!
火災猛烈度(Fire Severity)是什麼?一個重要但火災學沒說清楚的概念
火的一生-從起源到熄滅(解密你從沒看過的火災成長曲線)
粉塵爆炸是什麼?看完這篇文章你就懂了(你所不知道的八仙塵爆秘密)

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *

返回頂端